CN104281320A - 触摸屏及其制作方法、触摸显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种触摸屏及其制造方法、触摸显示装置，涉及显示领域，既具有驱动线和感应线采用金属网格设计时电阻低的优点，又克服了其潜在电容值偏小的不足，能够解决电容值偏小导致的触控灵敏度不够甚至触控功能不能实现的问题。本发明的触摸屏包括：基板；成于基板之上的图案化的金属网格层、透明绝缘层以及图案化的透明导电层，其中，所述金属网格层形成的图案为相互交叉的第一驱动线和第一感应线，所述透明导电层形成有第二驱动线和第二感应线的图案，所述第二驱动线沿所述第一驱动线分布并与所述第一驱动线并联而构成驱动线，所述第二感应线沿所述第一感应线分布并与所述第一感应线并联而构成感应线。

Description

触摸屏及其制作方法、触摸显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种触摸屏及其制造方法、触摸显示装置。
背景技术
触摸显示器发展迅速，已经逐渐发展成为主流平板显示器。目前，触摸显示器多由具有触控功能的触摸屏贴合在显示面板上制成，而触摸屏多采用电容式传感，其主要结构包括隔着绝缘层纵横交错的驱动线和感应线，当手指(或其它物体)靠近或触摸时，会影响在触摸点附近相交叉的驱动线和感应线间的电容，通过检测驱动线和感应线间的电容变化就可以识别触摸点的位置。
为降低电阻，适应大尺寸显示产品，目前驱动线和感应线一般采用金属网格(Metal Mesh)的结构，并且驱动线和感应线由相互绝缘的两层金属膜分别形成。但发明人发现：在实际设计中，如果要达到好的触控效果，一方面需要驱动线和感应线间的电容值在未发生触控时达到并保持在一定的数值，另一方面也需要发生触控时驱动线和感应线间电容变化量保证在一定的范围(如未触控时的20％)内，如果采用金属网格的设计，容易导致电容值偏小，导致触控灵敏度不够甚至触控功能不能实现。
发明内容
本发明的实施例提供一种触摸屏及其制造方法、触摸显示装置，既具有驱动线和感应线采用金属网格设计时电阻低的优点，又克服了其电容值偏小的不足，能够解决电容值偏小导致的触控灵敏度不够甚至触控功能不能实现的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种触摸屏，包括：基板，形成于所述基板之上的图案化的金属网格层、透明绝缘层以及图案化的透明导电层，其中，所述金属网格层形成的图案为相互交叉的第一驱动线和第一感应线，所述透明导电层形成有第二驱动线和第二感应线的图案，所述第二驱动线沿所述第一驱动线分布并与所述第一驱动线并联而构成驱动线，所述第二感应线沿所述第一感应线分布并与所述第一感应线并联而构成感应线。
所述第一驱动线和所述第一感应线其一连续，另一在交叉处间断并通过所述第二驱动线或所述第二感应线实现导通；所述第二驱动线重叠在所述第一驱动线上方的对应区域，如果所述第一驱动线在交叉处间断则所述第二驱动线在该间断处保持连续；所述第二感应线重叠在所述第一感应线上方的对应区域，如果所述第一感应线在交叉处间断则所述第二感应线在该间断处保持连续；除此之外，所述第二驱动线与所述第一驱动线的轮廓相同，所述第二感应线与所述第一感应线的轮廓相同。
优选地，所述透明绝缘层只分布在所述驱动线和所述感应线的交叠区域。
可选地，所述透明绝缘层整层分布并设置有过孔，所述第一驱动线通过过孔与所述第二驱动线相连，所述第一感应线通过过孔与所述第二感应线相连。
进一步地，所述的触摸屏还包括：位于所述触摸屏的边缘用以避免边缘漏光的黑矩阵。
可选地，所述黑矩阵形成于所述基板上，且位于所述金属网格层的下方。
可选地，所述第一驱动线和所述第一感应线均为多个菱形相连的图案。
可选地，所述基板为显示面板的保护基板。
本发明实施例还提供一种触摸显示装置，包括：任一项所述的触摸屏。
另一方面，本发明实施例还提供一种触摸屏的制造方法，包括：
形成图案化的金属网格层的工序，所述金属网格层形成的图案为相互交叉的第一驱动线和第一感应线；
形成透明绝缘层的工序；
形成透明导电层并在所述透明导电层形成第二驱动线和第二感应线的工序，所述第二驱动线沿所述第一驱动线分布并与所述第一驱动线并联而构成驱动线，所述第二感应线沿所述第一感应线分布并与所述第一感应线并联而构成感应线。
具体地，所述第一驱动线和所述第一感应线其一连续，另一在交叉处间断并通过所述第二驱动线或所述第二感应线实现导通；
所述第二驱动线重叠在所述第一驱动线上方的对应区域，如果所述第一驱动线在交叉处间断则所述第二驱动线在该间断处保持连续；所述第二感应线重叠在所述第一感应线上方的对应区域，如果所述第一感应线在交叉处间断则所述第二感应线在该间断处保持连续；除此之外，所述第二感应线与所述第一感应线的轮廓相同，所述第二驱动线与所述第一驱动线的轮廓相同。
具体地，所述形成透明绝缘层的工序，包括：成膜工序和刻蚀工序；所述形成透明绝缘层的工序中，形成的所述透明绝缘层只分布在所述驱动线和所述感应线的交叠区域，或者，形成的所述透明绝缘层整层分布并刻蚀出过孔，所述第一驱动线通过过孔与所述第二驱动线相连，所述第一感应线通过过孔与所述第二感应线相连。
进一步地，所述制造方法，在形成图案化的金属网格层的工序之前，还包括：形成黑矩阵的工序。
本发明的实施例提供一种触摸屏及其制造方法、触摸显示装置，金属网格层形成的第一驱动线和第一感应线，第一驱动线和第一感应线之上还设置有由透明导电层(例如ITO)形成的第二驱动线和第二感应线，驱动线由第一驱动线与第二驱动线并联构成，感应线由第一感应线和第二感应线并联构成，其电阻比单独采用金属网格或单独采用透明导电材料时的电阻都小，因而驱动线和感应线的电阻降低，进一步优化金属网格设计时电阻低的优点；同时，第二驱动线和第二感应线由透明导电层(例如ITO)形成，使得驱动线和感应线的电容可以达到单独采用透明导电层形成驱动线和感应线时的电容，因而可克服金属网格设计时电容值偏小的不足，解决由此导致的触控灵敏度不够甚至触控功能不能实现的问题。同时，上述触摸结构可以通过三次掩模工艺形成，工艺制程简单，生产成本低，量产时良品率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种触摸屏的剖面结构示意图；
图2为本发明实施例一中金属网格层的平面结构示意图；
图3为图1所示触摸屏的透明绝缘层的平面结构示意图；
图4为本发明实施例一中透明导电层的平面结构示意图；
图5为本发明实施例一提供的另一种触摸屏的剖面结构示意图；
图6为图5所示触摸屏的平面结构示意图；
图7为本发明实施例二提供的触摸屏制造方法流程图；
图8为本发明实施例二提供的触摸屏制造过程示意图。
附图标记
9-基板，10-金属网格层，11-第一驱动线，12-第一感应线，13-间隙，20-透明绝缘层，21-过孔，30-透明导电层，31-第二驱动线，32-第二感应线，40-黑矩阵。
具体实施方式
本发明的实施例提供一种触摸屏及其制造方法、触摸显示装置，既具有驱动线和感应线采用金属网格设计时电阻低的优点，又克服了其电容值偏小的不足，能够解决电容值偏小导致的触控灵敏度不够甚至触控功能不能实现的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
本发明实施例提供一种触摸屏，包括：基板，形成于基板之上的图案化的金属网格层、透明绝缘层以及图案化的透明导电层，其中，所述金属网格层形成的图案为相互交叉的第一驱动线和第一感应线，所述透明导电层形成有第二驱动线和第二感应线的图案，第二驱动线沿第一驱动线分布并与第一驱动线并联而构成驱动线，第二感应线沿第一感应线分布并与第一感应线并联而构成感应线。
本发明的实施例中第一驱动线以及位于第一驱动线上方的第二驱动线并联而构成驱动线，第一感应线及其上方的第二感应线并联而构成感应线，即本实施例驱动线和感应线采用双层膜结构，第一层为金属网格层构成的第一驱动线和第一感应线，第二层为透明导电层形成第二驱动线和第二感应线；中间的透明绝缘层用以保证驱动线(包括第一、第二驱动线)与感应线(包括第一、第二感应线)绝缘。第一、第二驱动线并联构成驱动线，第一、第二感应线并联构成感应线，并联后电阻变小，比单独采用金属网格或单独采用透明导电材料时的电阻都小，因而驱动线和感应线的电阻进一步降低，具备金属网格设计时电阻低的优点。上述的“并联”包括上下线段(例如第一、第二驱动线)仅在中间部分存在两个或以上连接点，使得上下线段中仅部分线段存在并联关系的情况。
同时，第二驱动线和第二感应线由透明导电层(例如ITO)形成，使得驱动线和感应线的电容可以达到单独采用透明导电层形成驱动线和感应线时的电容，因而可克服金属网格设计时电容值偏小的不足，解决由此导致的触控灵敏度不够甚至触控功能不能实现的问题。同时，上述触摸结构可以通过三次掩模工艺形成，工艺制程简单，生产成本低，量产时良品率高。
具体而言，如图1～3所示，为本实施例提供的一种触摸屏，包括：基板9，形成于基板9之上的图案化的金属网格层10、透明绝缘层20以及图案化的透明导电层30，金属网格层11形成的图案如图2所示，包括相互交叉的第一驱动线11和第一感应线12，第一驱动线11和第一感应线12均采用金属网格结构，其中之一连续，另一在交叉处间断并通过第二驱动线或第二感应线(图2中未示出)实现导通，第一驱动线11和第一感应线12之间刻蚀出间隙13，保证第一驱动线11和第一感应线12之间绝缘。
图1为图2～4的纵向线A-A’的剖面图。透明导电层30形成有第二驱动线31和第二感应线32，具体图形如图4所示：第二驱动线31重叠在第一驱动线11上方的对应区域，第一驱动线11在交叉处间断，第二驱动线31在该间断处保持连续(如果第一感应线12在交叉处连续，则第二驱动线31在该交叉处间断)；第二感应线32重叠在第一感应线12上方的对应区域，第一感应线12在交叉处连续，第二感应线32在该交叉处间断(如果是第一感应线12在交叉处间断，则第二感应线32在该间断处保持连续)；除此之外，第二驱动线31与第一驱动线11的轮廓相同，第二感应线32与第一感应线12的轮廓相同。即除交叉处外，第二驱动线31与第一驱动线11的轮廓一致，完全重叠；第二感应线32与第一感应线12的轮廓一致，完全重叠。
如图3所示，位于金属网格层10和透明导电层30之间的透明绝缘层20只分布在驱动线与感应线的交叠区域。此处的驱动线由第一、第二驱动线重叠而成，包括第一、第二驱动线；此处的感应线由第一、第二感应线重叠而成，包括第一、第二感应线。对于透明绝缘层20的具体分布范围，本领域技术人员可以根据实际情况进行设计，只要能保证各驱动线和各感应线不存在短接危险即可。
一般而言，透明绝缘层20采用OC材料制成，并且要将像素区域中的OC全部挖除，即采用局部OC，只保留驱动线与感应线交叠位置的OC，防止二者短路。而透明导电层30采用ITO材料制成，除了实现桥接连通第一驱动线11的功能外，还覆盖了整个像素区，只是在驱动线与感应线不需要连通的地方(交叠区域)使二者相分离。驱动线整体上可以视为一层金属网格构成的第一驱动线11，以及一层透明导电材料ITO形成的第二驱动线31的相重叠的结构，并且在驱动线(即图中的纵向)上由金属网格构成的第一驱动线11与ITO形成的第二驱动线31上重合并连通以实现触控功能。感应线结构相类似，不再赘述。
其中，上述的OC的全称：Over Coat，为本领域中经常用于对黑矩阵BM、金属层等起保护作用并降低各层间高度差异的一种透明绝缘性光刻胶。
需要说明的是，本实施例中，透明绝缘层20只分布在驱动线与感应线的交叠区域，因此，第二驱动线31直接搭接在第一驱动线11上，第二感应线32直接搭接在第一感应线12上，透明绝缘层20不需要做过孔。制作时，透明绝缘层20图形的精确度要求降低，可以采用有机绝缘透明材料，采用打印或涂覆等方式制成。
由于本实施例只采用一层金属网格，故而相对于现有技术两层金属网格的触摸屏产品其开口率有较大增加，且由于金属网格层10与透明导电层30直接连通，相当于并联，故其电阻值比单独采用金属网格或者透明导电材料都小，从而达到降低电阻，提高开口率的目的。这种金属网格层10与透明导电层30共同形成驱动线和感应线的方案，与传统方案(单独采用透明导电材料ITO形成驱动线和感应线)形成的电容相当，有助于利用现有芯片(IC)就能实现较好的触控效果，同时也更适应大尺寸产品中实现电容式触控功能。
如图5和图6所示，为本实施例提供的第二种触摸屏，图5为图6沿纵向线A-A’的剖面图，图6中为简便起见，并没有画出纵向线A-A’，其位置可参照图2～图4。与上述的第一种触摸屏的不同之处在于，本实施例提供的触摸屏中，透明绝缘层20整层分布并设置有过孔21，第一驱动线11通过过孔21与第二驱动线31相连，第一感应线12通过过孔21与第二感应线32相连。
具体而言，本实施例提供的第二种触摸屏与第一种触摸屏基本相同，透明绝缘层20也采用OC材料形成，但是在像素区采用全面OC的方式，从而在透明导电层30与金属网格层10之间设有大面积的OC绝缘层，透明导电层30与金属网格层10之间采用过孔21电连接(可选地，如图6所示，过孔21设置在金属网格的交汇点所对应的位置)，相对于第一种触摸屏，透明导电层30与金属网格层10之间存在空间层次分布，在透明导电层30与金属网格层10图形与上述的第一种触摸屏相同的情况下，驱动线和感应线之间的耦合电容也相对偏大，有助于触控灵敏性的提升。
进一步地，如图1和图5所示，上述实施例中的触摸屏还可包括：位于触摸屏的边缘用以避免边缘漏光的黑矩阵40。黑矩阵40一般形成于基板9上，且位于金属网格层10的下方。
需要注意的是，上述实施例中的第一驱动线11和第一感应线12的具体图形不做限定，可以是本领域技术人员所熟知的任意一种图形。本实施例中以第一驱动线11和第一感应线12均为多个菱形相连的图案为例进行说明。
还需要注意的是，本实施例提供的触摸屏可以单独形成具有触控功能的产品如触摸屏，也可以采用OGS(单玻璃全贴合技术，one glass solution)技术，将本实施例提供的触摸屏结构直接形成在显示面板的保护基板上，此时本实施例中所述的基板即为显示面板的保护基板。
本发明的实施例提供的触摸屏，驱动线和感应线的电阻进一步降低，具备金属网格设计时电阻低的优点，而且，驱动线和感应线的电容可以与单独采用透明导电层形成驱动线和感应线时相差无几，利用现有芯片(IC)就能实现较好的触控效果，同时也克服了金属网格设计时电容值偏小的不足，更利于大尺寸产品中电容式触控功能的实现。另外，仅存在一层金属网格层，产品厚度减薄，开口率及透过率提高。
本发明实施例还提供一种触摸显示装置，包括：上述任意一种所述的触摸屏。所述触摸显示装置由于采用了上述的触摸屏结构，因而具有触控灵敏度高，产品轻薄，显示效果好的优点；并且，生产工艺简单，产品品质容易管控，不仅可降低生产成本，提高生产效率，而且工序少，产品质量稳定，量产化良率高。
所述显示装置可以为：液晶面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示触摸功能的产品或部件。
实施例二
本发明实施例还提供一种触摸屏的制造方法，如图7所示，该方法包括：
101、形成图案化的金属网格层的工序，所述金属网格层形成的图案为相互交叉的第一驱动线和第一感应线；本步骤可以由金属膜直接刻蚀形成。
102、形成透明绝缘层的工序；
103、形成透明导电层并在所述透明导电层形成第二驱动线和第二感应线的工序，所述第二驱动线沿所述第一驱动线分布并与所述第一驱动线并联而构成驱动线，所述第二感应线沿所述第一感应线分布并与所述第一感应线并联而构成感应线。
上述的工序编号仅用于区分，并不用于限定制造过程中的先后顺序，本领域技术人员可以根据实际情况进行设计，例如，本实施例还可以先进行步骤103形成图案化的透明导电层，再进行步骤102形成透明绝缘层，最后再步骤101形成图案化的金属网格层。
本实施例提供的触摸屏制造方法，通过三次掩模工艺形成(101、102和103每一步骤道使用一次掩模工艺)即可以形成触摸结构，工艺制程简单，生产成本低，量产时良品率高。
具体而言，所述第一驱动线和所述第一感应线其一连续，另一在交叉处间断并通过所述第二驱动线或所述第二感应线实现导通；所述第二驱动线重叠在所述第一驱动线上方的对应区域，如果所述第一驱动线在交叉处间断则所述第二驱动线在该间断处保持连续；所述第二感应线重叠在所述第一感应线上方的对应区域，如果所述第一感应线在交叉处间断则所述第二感应线在该间断处保持连续；除此之外，所述第二感应线与所述第一感应线的轮廓相同，所述第二驱动线与所述第一驱动线的轮廓相同。本实施例各工序形成的膜层图案可参照实施例一中所示，在此不再详述。
步骤102中形成透明绝缘层的工序，具体包括：成膜工序和刻蚀工序；形成透明绝缘层的工序中，形成的透明绝缘层只分布在驱动线和感应线的交叠区域，或者，形成的透明绝缘层整层分布并刻蚀出过孔，第一驱动线通过过孔与第二驱动线相连，第一感应线通过过孔与第二感应线相连。
进一步地，步骤101形成金属网格层之前，还可包括：形成黑矩阵的工序。
为了本领域技术人员更好的理解本发明实施例提供的触摸屏制造方法，下面以图1所示触摸屏为例对本发明提供的触摸屏制造方法进行简单说明，剖面图参照图8所示，平面图参照图2～3所示。
步骤一，采用构图工艺(第一次mask)在触摸屏的边缘形成用以避免边缘漏光的黑矩阵40；
步骤二，形成金属膜并采用构图工艺(第二次mask)形成金属网格构成的第一驱动线和第一感应线；第一驱动线和第一感应线其一连续，另一在交叉处间断。
步骤三，形成透明金属膜并采用构图工艺(第三次mask)只在驱动线和感应线的交叠区域保留透明金属膜的分布；
步骤四，形成透明导电膜并采用构图工艺(第四次mask)形成第二驱动线和第二感应线。
本实施例采用4次mask即可形成触摸屏，工序少，可大幅度降低生产成本，提高生产效率，而且产品质量稳定，量产化良率高；并且形成的触摸屏，既金属网格设计时电阻低的优点，又克服了其电容值偏小的不足，能够解决电容值偏小导致的触控灵敏度不够甚至触控功能不能实现的问题，尤其适应大尺寸产品。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于设备实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种触摸屏，特征在于，包括：基板，形成于所述基板之上的图案化的金属网格层、透明绝缘层以及图案化的透明导电层，其中，
所述金属网格层形成的图案为相互交叉的第一驱动线和第一感应线，所述透明导电层形成有第二驱动线和第二感应线的图案，所述第二驱动线沿所述第一驱动线分布并与所述第一驱动线并联而构成驱动线，所述第二感应线沿所述第一感应线分布并与所述第一感应线并联而构成感应线。
2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述第一驱动线和所述第一感应线其一连续，另一在交叉处间断并通过所述第二驱动线或所述第二感应线实现导通；
所述第二驱动线重叠在所述第一驱动线上方的对应区域，如果所述第一驱动线在交叉处间断则所述第二驱动线在该间断处保持连续；所述第二感应线重叠在所述第一感应线上方的对应区域，如果所述第一感应线在交叉处间断则所述第二感应线在该间断处保持连续；除此之外，所述第二驱动线与所述第一驱动线的轮廓相同，所述第二感应线与所述第一感应线的轮廓相同。
3.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，
所述透明绝缘层只分布在所述驱动线与所述感应线的交叠区域。
4.根据权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述透明绝缘层整层分布并设置有过孔，所述第一驱动线通过过孔与所述第二驱动线相连，所述第一感应线通过过孔与所述第二感应线相连。
5.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，还包括：位于所述触摸屏的边缘用以避免边缘漏光的黑矩阵。
6.根据权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述黑矩阵形成于所述基板上，且位于所述金属网格层的下方。
7.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，
所述第一驱动线和所述第一感应线均为多个菱形相连的图案。
8.根据权利要求1-7任一项所述的触摸屏，其特征在于，
所述基板为显示面板的保护基板。
9.一种触摸显示装置，其特征在于，包括：权利要求1-8任一项所述的触摸屏。
10.一种触摸屏的制造方法，其特征在于，包括：
形成图案化的金属网格层的工序，所述金属网格层形成的图案为相互交叉的第一驱动线和第一感应线；
形成透明绝缘层的工序；
形成透明导电层并在所述透明导电层形成第二驱动线和第二感应线的工序，所述第二驱动线沿所述第一驱动线分布并与所述第一驱动线并联而构成驱动线，所述第二感应线沿所述第一感应线分布并与所述第一感应线并联而构成感应线。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述第一驱动线和所述第一感应线其一连续，另一在交叉处间断并通过所述第二驱动线或所述第二感应线实现导通；
所述第二驱动线重叠在所述第一驱动线上方的对应区域，如果所述第一驱动线在交叉处间断则所述第二驱动线在该间断处保持连续；所述第二感应线重叠在所述第一感应线上方的对应区域，如果所述第一感应线在交叉处间断则所述第二感应线在该间断处保持连续；除此之外，所述第二感应线与所述第一感应线的轮廓相同，所述第二驱动线与所述第一驱动线的轮廓相同。
12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述形成透明绝缘层的工序，包括：成膜工序和刻蚀工序；所述形成透明绝缘层的工序中，形成的所述透明绝缘层只分布在所述驱动线和所述感应线的交叠区域，或者，
形成的所述透明绝缘层整层分布并刻蚀出过孔，所述第一驱动线通过过孔与所述第二驱动线相连，所述第一感应线通过过孔与所述第二感应线相连。
13.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述形成图案化的金属网格层的工序之前，还包括：形成黑矩阵的工序。
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